[發(fā)明專利]一種高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010719362.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN111933808A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 刁心峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H01L51/48
• 分類號(hào): H01L51/48;H01L51/46;H01L51/42
• 代理公司: 北京國(guó)坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法包括，以下步驟：

步驟一，將單晶硅薄片覆在底層導(dǎo)電電極層上，形成單晶硅層；

步驟二，將電子傳輸層通過氣相沉積法沉積在單晶硅層上，并進(jìn)行退火處理；

步驟三，將硝酸鎳溶于乙醇，旋涂至導(dǎo)電基質(zhì)上，并進(jìn)行加熱，得到空穴傳輸層；

步驟四，將鉛基材料和二維鈣鈦礦前驅(qū)體材料溶于甲醇中，得到混合溶液；將混合溶液轉(zhuǎn)移至加熱板上進(jìn)行加熱，生成混合單晶；將混合單晶溶解于異丙醇，得到混合單晶前驅(qū)體溶液；

步驟五，將混合單晶前驅(qū)體溶液旋涂至空穴傳輸層上，加熱，得到鈣鈦礦層；

步驟六，在鈣鈦礦層表面蒸鍍電極層，得到高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池；

所述底層導(dǎo)電電極層的制備包括：

(1)將玻璃基底在去離子水中進(jìn)行超聲處理并用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(2)將銀納米線分散在異丙醇中，加入磺酸鹽型表面活性劑，制得銀納米線油墨；

(3)將銀納米線油墨涂覆到玻璃基底上，形成銀納米線膜；

(4)對(duì)玻璃基底和銀納米線膜進(jìn)行增強(qiáng)導(dǎo)電率處理；

(5)在銀納米線膜上覆蓋一層聚甲基丙烯酸酯，并在烘箱中進(jìn)行固化處理；

(6)使銀納米線膜剝離玻璃基底，得到底層導(dǎo)電電極層；

所述采用噴霧熱解法制備電子傳輸層具體包括：

(1)將電子傳輸介質(zhì)前驅(qū)體溶于乙醇中，并將溶液置于霧化器中；

(2)溶液經(jīng)過霧化器霧化，以霧狀噴入高溫氣氛中；

(3)溶劑蒸發(fā)伴隨金屬鹽熱分解，因過飽和而析出固相；

(4)固相沉積在底層導(dǎo)電電極層上，得到電子傳輸層；

所述將電子傳輸層通過氣相沉積法沉積在單晶硅層上的中的氣相沉積具體過程為：

將硅烷和霧化的氣混合，融入到管式爐中，并在管式爐中加入催化劑；

在管式爐中底部固定有熱電偶，利用熱電偶加熱；同時(shí)在管式爐中放置有單晶硅；

通過高溫氣氛電子傳輸層和硅烷在單晶硅上反應(yīng)，將電子傳輸層沉積在單晶硅層；

所述電子傳輸層沉積在單晶硅層上進(jìn)行退火處理的具體過程為：

將單晶硅放置在退熱爐上，在溫度在700℃時(shí)，對(duì)單晶硅開始退水處理；

當(dāng)溫度退到550℃時(shí)，進(jìn)行保溫3小時(shí)；

并且依次相隔150℃進(jìn)行溫度的降低，并保溫3小時(shí)。

2.如權(quán)利要求1所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述旋涂至導(dǎo)電基質(zhì)上時(shí)，進(jìn)行硝酸鎳與乙醇溶液的加熱，加熱的溫度為200℃-220℃，加熱時(shí)間為20-30分鐘。

3.如權(quán)利要求1所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述二維鈣鈦礦前驅(qū)體材料為碘化苯乙胺。

4.如權(quán)利要求1所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述將混合單晶溶解于異丙醇前，對(duì)混合單晶進(jìn)行洗滌。

5.如權(quán)利要求1所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟六中，所述鈣鈦礦層表面蒸鍍電極層的具體過程為：

利用清洗液體對(duì)鈣鈦礦層進(jìn)行清洗，并進(jìn)行烘干；

烘干完成后，將鈣鈦礦層放置在蒸鍍機(jī)上，將需要蒸鍍的一面朝向；

將對(duì)應(yīng)的金屬放置在金屬坩堝中進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸鍍機(jī)使坩堝轉(zhuǎn)到待蒸發(fā)的位置，并設(shè)定蒸鍍的厚度進(jìn)行蒸鍍；

同時(shí)膜厚儀自動(dòng)控制蒸發(fā)速度，蒸發(fā)過程中觀察坩堝中金屬材料溶化情況。

6.一種基于如權(quán)利要求1-5所述的高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法的高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池從下至上依次疊設(shè)有：

底層導(dǎo)電電極層、單晶硅層、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴吸收層、電極層。

7.如權(quán)利要求6所述高光電轉(zhuǎn)換率的二維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層與所述單晶硅層完全重合。